الأردوينو هي لوحة مفتوحة المصدر، لها استخدامات عديدة بناء المشاريع الإلكترونية والتطبيقات، يتميز الأردوينو بالمرون الكبيرة التي يقدمها لمستخدميه، بالإضافة إلى تكلفة استخدامه المنخفض إذا ما قارناه بالمتحكمات الأُخرى المشابهة.

يعتبر الأردوينو واحدًا من أهم المتحكمات البرمجية الدقيقة، التي ازداد استخدامها بشكلٍ كبيرٍ مع تطور التكنولوجيا حول العالم، حيث أصبحت هذه المتحكمات أساسًا في صنع العديد من الأدوات الكهربائية الهامة في حياتنا كالحاسوب والتلفاز والمصعد والغسالة، وصولًا إلى التقنيات المستخدمة في المنتجات الإلكترونية الضخمة في المصانع والمعامل كالصواريخ والأقمار الصناعية.

 

ما هو الأردوينو (Arduino)

يتوافق الأردوينو مع كافة أنواع أنظمة التشغيل شائعة الأستخدام، مثل Windows و Linux و macOS، تستخدم لوح الأردوينو لغةً برمجيةً خاصةً بها، تدعى Arduino C، ما يسهل من عملية برمجة اللوحة، للأردوينو أنواع عديدة، إليك بعضًا من أهمها:

  • Arduino Uno: وهو النوع الأكثر شيوعًا، يحتوي Arduino Uno على 14 قطب رقمي، يمكن استخدام 6 أقطاب منها كأقطاب خرج PWM، أي أقطاب خرج موجات مربعة يمكن التحكم بعرض نبضاتها، يوجد في Arduino Uno  كذلك 6 أقطاب تشابهية، تستخدم كأقطاب خرج أو دخل، بحسب برمجتها، بالإضافة إلى منفذ لل USB لوصل الأردوينو بالحاسوب، بواسطة كبل برمجة، ومقبس للطاقة، وزر إعادة تعيين، تستطيع من خلاله حذف البرنامج المثبت على اللوحة، في حال ما أردت تنصيب برنامج جديد.
  • بعض الأنواع الأُخرى الأقل شيوعًا:
  • LilyPad Arduino.
  • Mega Arduino.
  • Arduino Leonardo.
  • RedBoard Arduino.
  • Nano Arduino.
  • Mini Arduino.

تستخدم بيئة التطوير المتكاملة Arduino IDE في تقديم منصة تسمح بكتابة البرامج الخاصة بلوحات Arduino، وبيئة التطوير هذه ما هي إلا تطبيق خاص يعمل على كافة أنظمة التشغيل الشائعة، يحتوي هذا التطبيق على مجموعةٍ كبيرةٍ من المكتبات التي تساعد المبتدئين في تعلم أساسيات البرمجة وتصميم التطبيقات البسيطة، كما يسمح التطبيق للمطورين بكتابة الأكواد البرمجية التي سيتم تحميلها على البورد لتنفيذها.

قبل البدء بعملية برمجة لوحة الأردوينو، يجب عليك تنصيب تطبيق بيئة التطوير المتكاملة Arduino IDE على حاسوبك، ثم وصل لوحة الأردوينو بالحاسوب عبر كابل البرمجة، بعد ذلك تستطيع البدء بعملية البرمجة من خلال اتباع الخطوات التالية:

  1. افتح التطبيق، ثم انقر على خيار الأدوات (Tools) من شريط القوائم، ثم خيار اللوحة (Board)، لتظهر قائمة بكافة اللوحات المتوفرة، قم باختيار اللوحة الخاصة بك منها.
  2. عليك الآن تحديد المنفذ التسلسلي المستخدم لربط اللوحة بالحاسوب، للقيام بذلك توجه إلى شريط القوائم، ثم اضغط على الأدوات (Tools)، ثم المنفذ التسلسلي، وقم بتحديد المنفذ المناسب.
  3. الخطة التالية ستكون عملية برمجة البورد، تتكون اللغة البرمجية المستخدمة في برمجة الأردوينو من مجموعتين من الأكواد البرمجية،  يتم تحديد المهام الخاصة بكل مجموعة ضمن قوسين {…}، كما يتم تعريف الأقطاب والمكتبات المستخدمة لأداء هذه المهام من خلال سلسلة أوامر برمجية تسبق المهام الموجودة ضمن القوسين.
  4. بعد كتابة كافة التعليمات والاكواد البرمجية بنجاح، ينبغي عليك التحقق من خلو برنامج الأردوينو من أي أخطاء برمجية، للقيام بذلك، ما عليك إلا الضغط على زر التحقق الموجود أسفل شريط القوائم على شكل علامة √، لتبدأ عندها عملية التحقق، وفي حال انتهاء العملية بنجاح، وخلو البرنامج من أي أخطاء تستطيع الضغط أسفل شريط القوائم على زر الرفع المتواجد بجانب زر التحقق، ستبدأ المصابيح TX وRX الموجودة على اللوحة عندها  بالومض ما يعني أن مهمة التحميل قد تمت بشكلٍ ناجحٍ واللوحة أصبحت جاهزةً للاستخدام.

أكمل القراءة

الأردوينو

الأردوينو عبارة عن لوحة إلكترونية تُبرمَج باستخدام الكمبيوتر لتنفيذ مجموعة مختلفة من المهام. للأردوينو قدرات كبيرة للتحكم في الأشياء كفتح وإغلاق النوافذ، والأبواب، وإصدار الأصوات، أو تشغيل المحركات، يُستخدم الأردوينو أيضًا بتصميم المشاريع التفاعلية من خلال ربط الأردوينو بحساس للتواصل مع المحيط الخارجي لتُحوَل قراءة هذا الحساس لبيانات ليقوم الأردوينو بعدها بتحليلها وبناءاً على هذه البيانات سيقوم باتخاذ قرارات كتشغيل الإضاءة أو الصوت.

يتمكن أيضًا من استقبال وإرسال البيانات من وإلى الكمبيوتر، تمت إضافة قطع جديدة له يطلق عليها اسم Shields تمكنه من إرسال واستقبال البيانات عبر واي فاي أو بلوتوث وهذا ما سيسمح له بالربط بين العالم الحقيقي والافتراضي. تتميز أكواد لغة الأردوينو البرمجية بتشابهها الكبير للغة السي وتُعتبر من أسهل اللغات البرمجية المُستخدمة ببرنامج المتحكمات الدقيقة.

يُستخدم الأردوينو من قِبل المصممين والمصنعين وخريجي الهندسة لتجربة وتطبيق مشاريعهم وأفكارهم بطريقة سهلة وسريعة. ويُعد الأردوينو من أبسط الطرق لتعلم برمجة الميكروكنترولر للتفاعل والتجاوب مع المحيط الخارجي حتى باستخدام الإنترنت. بسبب تصميمه البسيط كوسيلة لدعم الأشخاص اللذين لا يعملون ببرمجة الكمبيوتر والأطفال والهواة والمبتدئين فمن السهل عليهم استخدامه.

يتميز الأردوينو برخص ثمنه الذي لا يتعدى 20$، بالإضافة لسهولة استخدامه بتصميم المشاريع، ويتميز أيضًا بأنه مفتوح المصدر ويعني هذا بأنك قادر على الحصول على الرسم الهندسي والمخططات والتعديل عليها وتطويرها. يُحدث الأردوينو باستمرار من قِبل مصنعيه من خلال إنشاء بوردات أردوينو جديدة بامتيازات وإمكانيات مختلفة كليًا عن اخوتها.

تُعتبر الميكروكنترولر القطعة الأساسية بالأردوينو وهي عبارة عن شريحة تُبرمج لأداء هذه الوظائف المختلفة التي تطرقنا إليها سابقًا، بالإضافة لبعض الدوائر الأخرى التي تقوم بمساعدة الميكروكنترولر في العمل كدوائر الطاقة التي تضمن العمل بشكل صحيح.

ظهرت فكرة هذا الجهاز بمدينة إيفريا الإيطالية عام 2005 حيث قام كُلًا من ديفيد كوارتيليس، وجاينلوكا ومارتينو، وماسيمو بانزى، بإطلاق المشروع الناجح “أردوين إيفريا” سُميّ بهذا الاسم نسبةً لأشهر شخصية تاريخية في البلاد.

كان هدف المشروع الأساسي عمل بيئة برمجية متطورة للمتحكمات بصورة دقيقة ومجانية بذات الوقت، بالإضافة لعمل لوحات تطويرية صغيرة الحجم تتميز بتكلفتها الزهيدة التي تبلغ 27 دولار لكي يتمكن الهواة والطلاب من اقتنائها، منذ إنشاء المشروع إلى عام  2013 شُحن أكثر  من 650 ألف لوح أردوينو.

يُعد نوع الأردوينو أونو من أكثر الأنواع استخدامًا فهو عبارة عن لوح يعتمد على الميكروكنترولر ويحتوي على 6 مخارج PWM بالإضافة إلى 6 مداخل Analog، ومفتاحين للتشغيل والإطفاء بالإضافة لباقي المكونات التي تدعه يعمل بشكل جيد، يحتاج تشغيله فقط توصيله بالكمبيوتر باستخدام وصلة يو أس بي USB أو من خلال منظم الجهد أو بطارية. تُعتبر لوحة الأونو الأولى بسلسلة اللوحات الخاصة الأردوينو.

تُعتبر قدرة أردوينو البرمجية أقل بكثير من قدرة الكمبيوتر فهو غير قادر على تشغيل برامج الأندرويد والويندوز أو حتى تشغيل شاشات بدقة عالية، فالتيار الذي يقوم الأردوينو بإخراجه لا يتعدى 20 أمبير.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو الأردوينو (Arduino)"؟